Простой металлоискатель с пьезофильтром. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Назначение и возможности

Этот металлоискатель, несмотря на малое число деталей и простоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительностью. Крупные металлические предметы, такие как батарея отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие же, например, монету диаметром 25 мм - на расстоянии 15 см.

Принцип действия

Принцип работы устройства основан на изменении частоты в измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом металлов и выделении разностной частоты (биений) между измерительным и образцовым генератором.

Так как эта частота находится в звуковом диапазоне, ее можно услышать в наушниках.

Принципиальная схема

Принципиальная схема металлоискателя представлена на рис. 2.46. В данной схеме частота опорного генератора, выполненного на DD1.1, стабилизирована при помощи пьезоэлемента. В качестве пьезоэлемента использован пьезофильтр (ZQ1) на промежуточную частоту (465 кГц), имеющуюся в любом бытовом супергетеродинном радиоприемнике.

Такие элементы широко распространены и гораздо дешевле, чем кварцевые резонаторы. Применение пьезоэлемента позволяет повысить стабильность частоты опорного генератора по сравнению с обычными LC или RC генераторами, а, значит, увеличить дальность обнаружения металлических предметов.

Рис. 2.46. Принципиальная схема простого металлоискателя с пьезофильтром

Измерительный генератор собран на логическом элементе DD1.2 и содержит катушку (L1) в виде рамки, которая является датчиком. При приближении катушки к металлу меняется ее индуктивность, что приводит к изменению частоты автогенератора. Начальная частота автогенератора определяется элементами C1C2C3L1 и подстраивается при помощи регулируемого конденсатора С1, близкой к частоте опорного генератора (чуть больше или меньше чем 465 кГц).

На элементе DD1.3 сигналы двух генераторов смешиваются. Выходной сигнал DD1.3 содержит разностную гармонику, и, чтобы ее отделить от высокочастотных импульсов, установлен фильтр R3C5. Низкочастотный сигнал усиливается полевым транзистором VT2 и подается на звуковой излучатель - наушники BF1 BF2.

Применение в автогенераторах логических элементов КМОП микросхемы, благодаря их большому входному сопротивлению, позволяет получить высокую добротность в колебательном контуре поискового генератора, что повышает у него стабильность частоты. Это дает возможность работать при малых биениях и таким образом увеличить чувствительность металлоискателя. Питание автогенераторов стабилизировано при помощи прецизионного стабилитрона КС166В. Только параметрические стабилизаторы на напряжение около 6 В имеют близкий к нулю дрейф напряжения при изменении окружающей температуры.

Схема металлоискателя сохраняет работоспособность при снижении напряжения до 5 В, но в этом случае стабилизации напряжения питания не будет. Потребляемый металлоискателем ток (а, значит, и продолжительность работы) сильно зависит от сопротивления подключенных на выходе головных телефонов. По этой причине их сопротивление должно быть как можно больше (>100 Ом), для чего телефоны в наушниках подключены последовательно.

Резистор R7 ограничивает максимальный ток транзистора VT2 при коротком замыкании в наушниках, а резистор R6 позволяет регулировать громкость звука. Для удобства этот резистор объединен с включателем питания SA1.

Наушники соединяются через любое стандартное гнездо.

Гнездо Х2 предназначено для подключения сетевого зарядного устройства для аккумулятора G1. Это позволит выполнять подзарядку элементов питания не вынимая их из корпуса.

Элементная база

Конденсатор настройки С1 можно взять от любого миниатюрного радиоприемника (например КП-180). С2 и С3 должны быть с минимальным отрицательным ТКЕ (М47, М75), С4 и С5 из серии К10 (К10-17), С6 - К53-1 на 16 В.

Переменный резистор R6 - СП3-3бМ (он предусматривает горизонтальную установку на плате и имеет встроенный включатель SA1), подстроенный резистор R5 типа СПЗ-19а, остальные подойдут любые малогабаритные. Пьезорезонатор (пьезофильтр Z01) скорее всего подойдет любой из серии ФП1П1-61 (-01, -02, и т. д.), а также можно попробовать многие другие типы пьезофильтров от китайских приемников, имеющие три вывода.

Печатная плата

Детали устройства могут быть расположены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 75 х 40 мм (рис. 2.47, а-б).

Плата желательно разместить вблизи от катушки датчика L1. Место, где закрепляется плата с элементами, экранировать не обязательно.

Изготовление катушки

Катушка датчика металлоискателя L1 имеет вид тороидальной рамки, (рис. 2.47, в). Она наматывается медным проводом ПЭВ диаметром 1,2 мм, на любой подходящей оправке диаметром 20 см, например, вырезанной из пенопласта.

Намотка следует выполнять внавал, 30 витков (индуктивность получается около 480 мкГн). После намотки катушки рамка нужно обмотать любой диэлектрической лентой (лакотканью или изолентой), а после этого - тонкой алюминиевой фольгой.

Можно применить также медную фольгу. У места выводов катушки участок около 10 мм закрывать фольгой не надо (между концами экрана оставляется зазор, как это показано на рис. 2.47, в).

Рис. 2.47. Простой металлоискатель с пьезофильтром: а - печатная плата; б - расположение элементов на плате; в - внешний вид поисковой катушки

Экран у катушки уменьшает влияние паразитных емкостей, что повышает стабильность рабочей частоты поискового автогенератора.

Применение толстого провода при изготовлении L1 обеспечивает более высокую добротность у катушки и придает жесткость рамке без использования дополнительных элементов крепления.

Автор: Шелестов И.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Теплопроводность меди улучшена 25.03.2014 Группа ученых, в число которых вошли Александр Баландин из Калифорнийского университета в Риверсайде и Константин Новоселов из Манчестерского университета в Великобритании, опубликовали в журнале Nano Letters результаты инновационного способа повышения теплопроводности меди. Медь является одним из основных компонентов любого чипа. Тончайшие проводники из меди внутри чипа соединяют миллионы транзисторов друг с другом. В современном процессоре общая длина таких проводников достигает 50-60 км. При прохождении по проводникам электрического тока, они нагреваются, выделяя тепло, которое необходимо отводить. В 2001 г. Пэт Гелсингер (Pat Gelsinger) заявил, что если объем тепла, который выделяют процессоры, продолжит расти текущими темпами, то к 2005 г. один чип будет выделять столько энергии, сколько выделяет атомный реактор, а к 2015 г. - сколько тепла выделяет Солнце (Гелсингер проработал 30 лет в Intel, приняв участие в разработке конструкции всех первых процессоров корпорации). Однако прогноз Гелсингера не воплотился. Инженеры нашли способ обуздать тепловыделение при дальнейшем росте производительности за счет снижения тактовой частоты и оснащения процессоров несколькими ядрами, работающими одновременно. Теперь же перед ними стоит новая задача. По мере уменьшения строительных блоков процессоров - транзисторов (текущий техпроцесс - 22 нм) - медные проводники в них уменьшаются в диаметре, что ведет к повышению их рабочей температуры. Слишком высокая температура ведет к разрушению и, соответственно, выходу полупроводникового прибора из строя. Для того чтобы решить эту проблему, ученые в своем эксперименте использовали композиционный материал, напоминающий сэндвич, в котором слой меди был покрыт с обеих сторон слоями графена. Это позволило на 25% улучшить рассеивание тепла у медного проводника. По словам Баландина, сам по себе графен не обладает какими-либо свойствами теплоотвода. Перемещение тепловой энергии в металле, как правило, затруднено его кристаллической структурой. Будучи приложенным к меди графен изменяет эту структуру, позволяя энергии двигаться более свободно, пояснил ученый.

Другие интересные новости:

▪ Замена какао-масла на масло ши

▪ Тепловые волны участились и удлинились

▪ Пересоленная пища вредит сосудам подростков

▪ Лазер вместо алмаза

▪ Дисплей Брайля

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Авторинг DVD. Искусство видео

▪ статья Как английский шутник превратил множество лысых мужчин в нецензурное слово? Подробный ответ

▪ статья Бухгалтер по учету капитальных вложений. Должностная инструкция

▪ статья Солнечная энергия в сочетании с другими возобновляемыми источниками. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Устройство управления блоком питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026